La mitosis y la meiosis son dos formas de división celular. La mitosis produce dos células con el mismo número de cromosomas que la célula madre: gracias a ella, el organismo crece y repara tejidos. La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas, después de las cuales se obtienen cuatro células con la mitad del número de cromosomas: así se forman las células sexuales. En esta página encontrarás las fases de la mitosis y la meiosis en orden, el número de cromosomas y ADN en cada fase, el entrecruzamiento y la conjugación, una tabla de diferencias entre mitosis y meiosis, y un simulador para autoevaluarte.
Ciclo vital de la célula e interfase
La célula no se divide continuamente. Su ciclo vital es el tiempo desde que aparece hasta que se divide, y consta de dos partes desiguales: una larga interfase (preparación) y una corta división.
La interfase se divide en tres períodos:
- G1, presintético — la célula crece, sintetiza proteínas, aumenta el volumen del citoplasma y de los orgánulos;
- S, sintético — ocurre la reduplicación del ADN: cada cromosoma duplica su cromátida;
- G2, post-sintético — la célula almacena energía, duplica los centrosomas, prepara las proteínas del huso mitótico.
Lo principal que hay que recordar: la duplicación del ADN ocurre en la interfase, antes de que comience la división. Tanto la mitosis como la meiosis comienzan ya con material duplicado — con un conjunto 2n4c. La interfase en sí misma no se considera ni una fase de la mitosis ni de la meiosis.
Durante la interfase, los cromosomas no son visibles ni siquiera al microscopio: están desenrollados y se encuentran en el núcleo en forma de cromatina. La estructura del núcleo, los cromosomas y el centrosoma, de donde crecen los hilos del huso, se explican en detalle en el material sobre la estructura de la célula vegetal y animal.
Qué significa 2n2c: cómo contar cromosomas y ADN
En notaciones como 2n4c, la letra n indica el número de cromosomas y la letra c la cantidad de ADN (más precisamente, el número de cromátidas). Un conjunto haploide es n, uno diploide es 2n. La notación 2n2c se lee: «conjunto diploide de cromosomas, cada cromosoma de una cromátida», y 2n4c: «conjunto diploide, cada cromosoma de dos cromátidas».
El error más común es contar los cromosomas por cromátidas. Después de la duplicación, un cromosoma parece dos bastones, pero es un solo cromosoma: ambas cromátidas están unidas por un centrómero. El número de cromosomas es igual al número de centrómeros.
Un ser humano tiene 2n = 46. Por lo tanto, en el período G1, la célula tiene 46 cromosomas y 46 moléculas de ADN (2n2c). Después del período S, sigue habiendo 46 cromosomas, ¡pero ya hay 92 moléculas de ADN (2n4c)! Y solo en la anafase de la mitosis, cuando los centrómeros se separan, el número de cromosomas será 92 — 46 en cada polo.
Fases de la mitosis: profase, metafase, anafase, telofase
Las cuatro fases de la mitosis paso a paso, con el número de cromosomas y ADN en cada una, se muestran en el esquema a continuación. Aquí explicaremos tres preguntas que suelen causar confusión.
Por qué en anafase de repente es 4n4c. Mientras la célula está intacta, tiene el doble de cromosomas que tendrá cada célula hija: los centrómeros se han dividido y cada cromátida se ha convertido en un cromosoma independiente. Sin embargo, el conjunto se cuenta tanto para la célula completa (4n4c) como para cada polo (2n2c) — siempre mira qué se pregunta en los ejercicios.
Por qué se cuentan los cromosomas en metafase. Es aquí donde están más espiralizados y alineados en una fila — son visibles y se pueden contar. Por eso el cariotipo se estudia a partir de las placas metafásicas.
Cómo termina la división. La división del citoplasma se llama citocinesis, y en la célula vegetal ocurre de manera diferente a la animal: la pared celular crece desde el interior, del centro hacia los bordes, porque la rígida pared celular no permite que la célula se estrangule por la mitad.
Meiosis I: conjugación, entrecruzamiento y separación de homólogos
La meiosis es dos divisiones sucesivas después de una única duplicación del ADN. La primera división se llama reduccional: es en ella donde el número de cromosomas se reduce a la mitad. El orden de las fases y los conjuntos se muestran en el esquema a continuación.
Por qué el conjunto se reduce precisamente aquí. Las cromátidas no se separan en la anafase I — se separan cromosomas completos, por lo que en cada polo queda un conjunto haploide de cromosomas bicromatídicos: n2c, no nc. Solo después de la segunda división se volverán monocromatídicos.
Para qué sirven la conjugación y el entrecruzamiento. Un par de homólogos que se han acercado (bivalente) consta de dos cromosomas y cuatro cromátidas. El intercambio de segmentos entre cromátidas no hermanas mezcla los genes maternos y paternos dentro de un mismo cromosoma — de ahí surge la variabilidad hereditaria.
La aleatoriedad que decide mucho. Cada par de homólogos se orienta hacia los polos independientemente de los demás. En humanos, esto produce 2²³ ≈ 8.4 millones de combinaciones de conjuntos, incluso antes de cualquier entrecruzamiento.
Entre las divisiones ocurre un breve intercinesis — y en ella no hay período sintético: el ADN no se duplica por segunda vez.
Meiosis II: separación de cromátidas
La segunda división de la meiosis se llama ecuacional — ocurre según las reglas de la mitosis, pero en una célula haploide. Las fases con los conjuntos se muestran en el esquema a continuación.
Qué es importante entender aquí. En el ecuador se alinean cromosomas individuales, no bivalentes: los homólogos no tienen con quién conjugarse, se separaron en la división anterior. Los centrómeros esta vez se dividen — se separan las cromátidas hermanas.
Por qué las cuatro células son diferentes. Primero, el entrecruzamiento intercambió segmentos de cromátidas no hermanas de dos homólogos, y luego los homólogos mismos se distribuyeron en las células en combinaciones aleatorias. Por eso la meiosis no produce copias, sino un nuevo conjunto de genes cada vez — en esto se basa la diversidad de la descendencia.
Número de cromosomas y ADN por fases de mitosis y meiosis
Los ejercicios de «cuántos cromosomas y moléculas de ADN hay en tal fase» se resuelven mecánicamente si se tienen en cuenta solo dos reglas: la cantidad de ADN solo aumenta en el período S, y el número de cromosomas solo cambia donde se separan las cromátidas. A continuación se muestra el conjunto para cada fase.
| Fase | Cromosomas y ADN |
|---|---|
| Interfase | |
| Período presintético (G1) | 2n2ccromosomas monocromatídicos |
| Período sintético (S) | 2n4cADN duplicado |
| Período post-sintético (G2) | 2n4cpreparación para la división |
| Mitosis | |
| Profase | 2n4c |
| Metafase | 2n4ccromosomas en el ecuador |
| Anafase | 4n4ccromátidas separadas, 2n2c en cada polo |
| Telofase | 2n2cen cada una de las dos células |
| Meiosis I | |
| Profase I | 2n4cconjugación y entrecruzamiento |
| Metafase I | 2n4cbivalentes en el ecuador |
| Anafase I | 2n4chomólogos separados, n2c en cada polo |
| Telofase I | n2cen cada una de las dos células |
| Meiosis II | |
| Profase II | n2c |
| Metafase II | n2ccromosomas individuales en el ecuador |
| Anafase II | 2n2ccromátidas separadas, nc en cada polo |
| Telofase II | ncen cada una de las cuatro células |
Tabla comparativa: diferencias entre mitosis y meiosis
Hay muchas similitudes entre las dos divisiones: ambas ocurren después de la duplicación del ADN en la interfase, ambas tienen nombres de fases similares, ambas usan el huso mitótico y terminan con la división del citoplasma. Por lo tanto, es útil nombrar primero las similitudes y luego las diferencias según los puntos de la tabla.
| Característica | Mitosis | Meiosis |
|---|---|---|
| Número de divisiones | Mitosis: una | Meiosis: dos sucesivas — meiosis I y meiosis II |
| Número de células resultantes | Mitosis: dos | Meiosis: cuatro |
| Conjunto de las células hijas | Mitosis: 2n — igual que la célula madre | Meiosis: n — la mitad, haploide |
| Conjugación y entrecruzamiento | Mitosis: no | Meiosis: sí, en profase I |
| Qué se alinea en el ecuador en metafase | Mitosis: cromosomas individuales en una fila | Meiosis: en metafase I — bivalentes en dos filas, en metafase II — cromosomas individuales |
| Qué se separa en anafase | Mitosis: cromátidas hermanas | Meiosis: en anafase I — cromosomas homólogos completos, en anafase II — cromátidas |
| Profase | Mitosis: corta y simple | Meiosis: profase I larga y compleja |
| Resultado genético | Mitosis: células con el mismo conjunto de genes que la célula madre | Meiosis: células con nuevas combinaciones de genes, todas diferentes |
| Dónde ocurre | Mitosis: en células somáticas: crecimiento, renovación y reparación de tejidos, reproducción asexual | Meiosis: durante la formación de células sexuales en animales y esporas en plantas |
Significado biológico de la mitosis y la meiosis
Significado de la mitosis — en la precisión. Las células hijas reciben exactamente el mismo número de cromosomas y genes que la célula madre, por lo que la mitosis asegura:
- el crecimiento del organismo y el aumento del número de células;
- la renovación de tejidos y la curación de daños (regeneración);
- la segmentación de la cigota después de la fertilización;
- la reproducción asexual y vegetativa — desde la división de una ameba hasta la propagación de una planta por esqueje.
Significado de la meiosis — en dos cosas a la vez.
Primero: la constancia del número de cromosomas de la especie. Si las células sexuales fueran diploides, con cada fertilización el número de cromosomas se duplicaría. La meiosis reduce el conjunto a la mitad, y al fusionarse los gametos (n + n), la cigota vuelve a recibir un conjunto diploide 2n.
Segundo: la variabilidad combinatoria. Nuevas combinaciones de genes surgen tres veces: durante el entrecruzamiento en la profase I, durante la segregación aleatoria e independiente de los homólogos en la anafase I, y durante el encuentro aleatorio de gametos durante la fertilización. Solo por la segregación independiente, un ser humano puede producir 2 elevado a la potencia de 23 — más de ocho millones — de gametos con diferentes conjuntos de cromosomas. Es esta diversidad la que proporciona material para la selección natural.
En animales, la meiosis ocurre durante la formación de células sexuales en las gónadas; en plantas, durante la formación de esporas.
Análisis de ejercicios
Ejemplo 1. Número de cromosomas y ADN en diferentes fases de la mitosis
Ejercicio: la mosca del vinagre tiene 2n = 8. Determina el número de cromosomas y moléculas de ADN en la profase, anafase y telofase de la mitosis.
Paso 1. Inicio del conteo. Antes de la división, en el período G1, el conjunto es 2n2c: 8 cromosomas y 8 moléculas de ADN. En el período S, el ADN se duplicó, llegando a 2n4c — sigue habiendo 8 cromosomas, y 16 moléculas de ADN.
Paso 2. Profase. Nada se separa, el conjunto es el mismo: 8 cromosomas, 16 moléculas de ADN (2n4c).
Paso 3. Anafase. Los centrómeros se dividieron, cada cromátida se convirtió en un cromosoma independiente: ahora hay 16 cromosomas y también 16 moléculas de ADN (4n4c). En cada polo, sin embargo, hay 8 cromosomas.
Paso 4. Telofase. El citoplasma se divide, y en cada una de las dos células jóvenes quedan 8 cromosomas y 8 moléculas de ADN (2n2c).
Comprobación lógica: el número de moléculas de ADN nunca aumentó durante la mitosis en sí — solo se dividió por la mitad entre las células.
Ejemplo 2. Conjunto en fases de la meiosis
Ejercicio: el maíz tiene 2n = 20. ¿Cuántos cromosomas y moléculas de ADN hay en la célula al final de la telofase I y al final de toda la meiosis?
Paso 1. Antes de la meiosis, el ADN se duplicó: 20 cromosomas y 40 moléculas de ADN (2n4c).
Paso 2. Anafase I. Hacia los polos se separan cromosomas completos, los centrómeros no se dividen. En cada polo se juntan 10 cromosomas, cada uno con dos cromátidas.
Paso 3. Final de la telofase I. En cada una de las dos células hay 10 cromosomas y 20 moléculas de ADN (n2c).
Paso 4. Meiosis II. No hubo duplicación de ADN, por lo que en la anafase II simplemente se separan las cromátidas. Al final de la meiosis se obtienen cuatro células, cada una con 10 cromosomas y 10 moléculas de ADN (nc).
Respuesta: después de la primera división, 10 cromosomas y 20 moléculas de ADN; después de la segunda, 10 cromosomas y 10 moléculas de ADN.
Ejemplo 3. Identificar la división por descripción
Ejercicio: «En la célula se observan 12 estructuras, cada una compuesta por cuatro cromátidas. Se han alineado en el ecuador en dos filas». ¿Qué división y qué fase es? ¿Cuál es el conjunto inicial de la célula?
Paso 1. Una estructura de cuatro cromátidas es un bivalente, es decir, un par de cromosomas homólogos que se han acercado. Los bivalentes solo existen en la meiosis: la conjugación ocurrió en la profase I.
Paso 2. Los bivalentes están en el ecuador en dos filas — esto significa que la fase es metafase I.
Paso 3. Un bivalente consta de dos cromosomas. Hay 12 bivalentes, lo que significa que hay 24 cromosomas, y el conjunto inicial de la célula es 2n = 24. Las moléculas de ADN en esta fase son 48 (2n4c).
Respuesta: metafase de la meiosis I, 2n = 24, conjunto de la célula 2n4c.
Cómo no equivocarse: si en el ecuador hubiera cromosomas individuales bicromatídicos en una fila, sería metafase de mitosis (con 2n) o metafase II (con conjunto haploide).
Errores comunes
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Contar que el ADN se duplica en profase, justo antes de la división.
La duplicación (reduplicación) del ADN ocurre en el período S de la interfase, mucho antes de la profase. Tanto la mitosis como la meiosis comienzan ya con el conjunto 2n4c.
-
Contar cromosomas por cromátidas: ver 46 cromosomas bicromatídicos y escribir «92 cromosomas».
El número de cromosomas es igual al número de centrómeros. Mientras las cromátidas estén unidas por un centrómero, es un solo cromosoma: 46 cromosomas y 92 moléculas de ADN. Los cromosomas solo serán 92 en la anafase, cuando los centrómeros se dividan.
-
Escribir que en la anafase de la mitosis se separan cromosomas homólogos.
En la anafase de la mitosis se separan cromátidas hermanas del mismo cromosoma. Los cromosomas homólogos solo se separan una vez durante toda la división — en la anafase I de la meiosis.
-
Pensar que antes de la segunda división de la meiosis el ADN se duplica una vez más.
En la intercinesis no hay período sintético. Una duplicación del ADN — dos divisiones: por eso el conjunto finalmente se reduce a la mitad.
-
Atribuir el entrecruzamiento a la mitosis o a la metafase I.
El entrecruzamiento ocurre en la profase I de la meiosis, cuando los homólogos están unidos en un bivalente (conjugación). En la mitosis, los homólogos no se conjugan, por lo que no hay entrecruzamiento.
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Escribir que la meiosis produce cuatro células idénticas, y que el número de cromosomas se reduce a la mitad en cada una de las dos divisiones.
El conjunto se reduce a la mitad solo en la primera división — esta se llama reduccional. La segunda división no reduce el número de cromosomas en la célula, sino que separa las cromátidas. Y las cuatro células resultantes son genéticamente diferentes: el entrecruzamiento y la segregación aleatoria de homólogos les dan diferentes combinaciones de genes.
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Llamar interfase a la primera fase de la mitosis.
La interfase es parte del ciclo vital de la célula, no una fase de división. Las fases de la mitosis son cuatro: profase, metafase, anafase y telofase. Pero los ejercicios de conteo de cromosomas no se pueden resolver sin la interfase: es en su período S donde el conjunto se convierte en 2n4c.
Preguntas y respuestas
¿En qué se diferencia la mitosis de la meiosis, en resumen?
La mitosis es una división, de una célula se obtienen dos con el mismo conjunto 2n y el mismo conjunto de genes. La meiosis son dos divisiones sucesivas después de una duplicación del ADN, se obtienen cuatro células con conjunto haploide n, y todas difieren en la combinación de genes. Además, solo en la meiosis hay conjugación y entrecruzamiento, y en la anafase I se separan cromosomas homólogos completos, no cromátidas.
¿Cuántas células se forman en la mitosis y en la meiosis?
En la mitosis — dos células con conjunto 2n2c. En la meiosis — cuatro células con conjunto nc. De ahí la diferencia en el propósito: la mitosis aumenta el número de células idénticas, la meiosis prepara las células sexuales.
¿En qué fase ocurre el entrecruzamiento?
En la profase de la primera división meiótica. El entrecruzamiento es el intercambio de segmentos idénticos entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. Es posible solo cuando los homólogos están unidos en un bivalente, es decir, después de la conjugación.
¿Qué es la conjugación de cromosomas y un bivalente?
La conjugación es el acercamiento de cromosomas homólogos en pares a lo largo de toda su longitud en la profase I de la meiosis. El par resultante se llama bivalente: contiene dos cromosomas y cuatro cromátidas (por eso a veces se le llama tétrada). En la metafase I, en el ecuador se alinean precisamente bivalentes, no cromosomas individuales.
¿Por qué en la anafase de la mitosis el conjunto se escribe como 4n4c?
Porque los centrómeros se dividieron, y cada antigua cromátida se convirtió en un cromosoma independiente. Las moléculas de ADN siguen siendo las mismas (4c), pero temporalmente hay el doble de cromosomas — 4n. Tan pronto como el citoplasma se divida, en cada una de las dos células quedará el conjunto habitual 2n2c.
¿Dónde en el organismo ocurre la mitosis y dónde la meiosis?
La mitosis ocurre en células somáticas: en zonas de crecimiento, en la piel, en la mucosa intestinal, en la médula ósea, al curar heridas. La meiosis en animales ocurre en las gónadas durante la formación de células sexuales, y en plantas — durante la formación de esporas.
¿La interfase se incluye en la mitosis?
No. La interfase es la preparación para la división y parte del ciclo vital de la célula. La mitosis tiene cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. Pero los ejercicios para contar cromosomas no se pueden resolver sin la interfase: es en su período S donde el conjunto se convierte en 2n4c.
